深入理解jQuery中的Deferred

引入

　　1  在开发的过程中，我们经常遇到某些耗时很长的javascript操作，并且伴随着大量的异步。

　　2  比如我们有一个ajax的操作，这个ajax从发出请求到接收响应需要5秒，在这5秒内我们可以运行其他代码段，当响应到达后，我们需要判断响应的结果(无非就是成功或者失败)，并根据不同的结果  添加回调函数。

　　3  为了有效的简洁的添加回调函数jQuery引入了Callbacks。

　　4  而为了方便的 根据不同的结果(或者根据各种跟结果有关的逻辑,比如不管是成功或者失败) 添加回调函数，jQuery引入了Deferred。

　$.ajax("test.html")
　　.done(function(){ alert("success"); })
　　.fail(function(){ alert("error"); });

　　5  因而Deferred与Callbacks是密不可分的，事实上，Callbacks也是从Deferred中分离出去的

回顾Callbacks

　　1  Callbacks大体架构

　　2 Callbacks源码分析：

  define([
    "./core",
    "./var/rnotwhite"
], function( jQuery, rnotwhite ) {

// String to Object options format cache
var optionsCache = {};

// Convert String-formatted options into Object-formatted ones and store in cache
/*
如果: var a = $.Callback('once memory')
则 optionsCache中会有这么一项："once memory":{memory:true,once:true}
*/
function createOptions( options ) {
    var object = optionsCache[ options ] = {};
    jQuery.each( options.match( rnotwhite ) || [], function( _, flag ) {
        object[ flag ] = true;
    });
    return object;
}

/*
 * Create a callback list using the following parameters:
 *
 *    options: an optional list of space-separated options that will change how
 *            the callback list behaves or a more traditional option object
 *
 * By default a callback list will act like an event callback list and can be
 * "fired" multiple times.
 *
 * Possible options:
 *
 *    once:            will ensure the callback list can only be fired once (like a Deferred)
 *
 *    memory:            will keep track of previous values and will call any callback added
 *                    after the list has been fired right away with the latest "memorized"
 *                    values (like a Deferred)
 *
 *    unique:            will ensure a callback can only be added once (no duplicate in the list)
 *
 *    stopOnFalse:    interrupt callings when a callback returns false
 *
 */
jQuery.Callbacks = function( options ) {

    // Convert options from String-formatted to Object-formatted if needed
    // (we check in cache first)
    options = typeof options === "string" ?
        ( optionsCache[ options ] || createOptions( options ) ) :
        jQuery.extend( {}, options );

    var // Last fire value (for non-forgettable lists)
        memory,
        // Flag to know if list was already fired  list是否已经被fire函数调用过
        fired,
        // Flag to know if list is currently firing  当前是否正在调用fire函数
        firing,
        // First callback to fire (used internally by add and fireWith)  第一个被执行的回调函数在list的位置
        firingStart,
        // End of the loop when firing   fire函数要运行的回调函数的个数
        firingLength,
        // Index of currently firing callback (modified by remove if needed)  当前正在执行的回调函数的索引
        firingIndex,
        //回调函数数组
        list = [],
        // Stack of fire calls for repeatable lists  可重复的回调函数栈。我们可能会短时间内执行多次fire()，若当前的fire()正在迭代执行回调函数，而紧接着又执行了一次fire()时，会将下一次的fire()参数等保存至stack中，等待当前的fire()执行完成后，将stack中的fire()进行执行
        stack = !options.once && [],
        // Fire callbacks
        fire = function( data ) {
            // data[0] 是一个对象，data[1]则是回调函数的参数
            memory = options.memory && data;  // 很精妙，仔细体会一下这句代码，如果调用Calbacks时传入了memory，则memory = data，否则memory = false
            fired = true; // 在调用本函数时，将fired状态进行修改
            firingIndex = firingStart || 0;
            firingStart = 0;
            firingLength = list.length;
            firing = true; // 迭代回调函数之前，将firing状态进行修改
            for ( ; list && firingIndex < firingLength; firingIndex++ ) {
                if ( list[ firingIndex ].apply( data[ 0 ], data[ 1 ] ) === false &&
                    options.stopOnFalse ) { // 运行回调函数的同时，检测回调函数是否返回false，若返回false，且调用Callbacks时传入stopOnFalse参数，则终止迭代

                    memory = false; // To prevent further calls using add 既然终止迭代了，那么之后添加的回调函数都不应该被调用，将memory设置为false
                    break;
                }
            }
            firing = false;  // 迭代回调函数完成后，将firing状态进行修改
            if ( list ) {
                if ( stack ) {  // 没有使用once参数
                    if ( stack.length ) {
                        fire( stack.shift() );
                    }
                } else if ( memory ) { // 使用了once memory参数，则在迭代完回调函数之后清空list
                    list = [];
                } else { // 其他
                    self.disable();
                }
            }
        },
        // Actual Callbacks object
        self = {
            // 将一个新的回调函数添加至list
            add: function() {
                if ( list ) {
                    // First, we save the current length  首先，我们将当前的长度进行保存
                    var start = list.length;
                    (function add( args ) {  // 自执行函数
                        jQuery.each( args, function( _, arg ) {
                            var type = jQuery.type( arg );
                            if ( type === "function" ) {
                                if ( !options.unique || !self.has( arg ) ) {
                                    list.push( arg ); // 若参数中的元素为函数且(无unique参数或者list中没有该函数)，则将该函数添加至list末尾
                                }
                            } else if ( arg && arg.length && type !== "string" ) { //  arg的长度不为0且每项的类型不为字符串，也就是args为这种情况：[[fun1,fun2...],[fun3,fun4]](不仅限于这种情况)
                                // Inspect recursively
                                add( arg );
                            }
                        });
                    })( arguments );
                    // Do we need to add the callbacks to the
                    // current firing batch?
                    // 当Callback中的firingLength变为 动态的！ 也就是：只要我们向list中添加了一个新的回调函数，即使在fire()运行过程中，改变也能立即体现出来
                    if ( firing ) {
                        firingLength = list.length;
                    // With memory, if we're not firing then
                    // we should call right away
                    } else if ( memory ) { // 如果当前没有执行回调函数，且存在memory参数，则执行新添加的回调函数
                        firingStart = start;
                        fire( memory );
                    }
                }
                return this;
            },
            // Remove a callback from the list 将一个回调函数从list中移除
            remove: function() {
                if ( list ) {
                    jQuery.each( arguments, function( _, arg ) {
                        var index;
                        while ( ( index = jQuery.inArray( arg, list, index ) ) > -1 ) {
                            list.splice( index, 1 );
                            // Handle firing indexes
                            if ( firing ) {
                                if ( index <= firingLength ) {
                                    firingLength--;
                                }
                                if ( index <= firingIndex ) {
                                    firingIndex--;
                                }
                            }
                        }
                    });
                }
                return this;
            },
            // Check if a given callback is in the list.
            // If no argument is given, return whether or not list has callbacks attached.
            has: function( fn ) {
                return fn ? jQuery.inArray( fn, list ) > -1 : !!( list && list.length );
            },
            // Remove all callbacks from the list 清空数组
            empty: function() {
                list = [];
                firingLength = 0;
                return this;
            },
            // Have the list do nothing anymore  使用了这个方法，则意味着该回调对象失效了。
            disable: function() {
                list = stack = memory = undefined;
                return this;
            },
            // Is it disabled?
            disabled: function() {
                return !list;
            },
            // Lock the list in its current state 给数组上锁
            lock: function() {
                stack = undefined;
                if ( !memory ) {
                    self.disable();
                }
                return this;
            },
            // Is it locked?
            locked: function() {
                return !stack;
            },
            // Call all callbacks with the given context and arguments
            // 使用传入的context作为当前函数的执行上下文
            fireWith: function( context, args ) {
                if ( list && ( !fired || stack ) ) {
                    args = args || [];
                    args = [ context, args.slice ? args.slice() : args ];
                    if ( firing ) {
                        stack.push( args ); // 如果当前正在迭代执行回调函数，则将新的fire参数推入stack中
                    } else {
                        fire( args );
                    }
                }
                return this;
            },
            // Call all the callbacks with the given arguments
            fire: function() {
                self.fireWith( this, arguments );
                return this;
            },
            // To know if the callbacks have already been called at least once
            // 用来确定当前callback对象是否被fire()过
            fired: function() {
                return !!fired;
            }
        };

    return self;
};

return jQuery;
});

源码讲解

　　另外要注意下面两个参数：

　　　　once：如果创建Callbacks时加入该参数，则运行数组中的所有回调函数之后，也就是fire()之后，会清空数组。

　　　　memory：会保存上一次运行fire(args)时的参数args，每当添加一个新的回调函数到数组中，会立即使用args作为参数调用新加的函数一次

Deferred讲解：

Deferred大体架构：

1  先来看一看tuple数组：

var tuples = [
                // action, add listener, listener list, final state
                [ "resolve", "done", jQuery.Callbacks("once memory"), "resolved" ],// 解决 操作成功  Callbacks对象 最终状态为解决
                [ "reject", "fail", jQuery.Callbacks("once memory"), "rejected" ], // 拒绝  操作失败 Callbacks对象 最终状态为拒绝
                [ "notify", "progress", jQuery.Callbacks("memory") ]  // 通知  操作进行中 Callbacks对象 最终状态无(操作进行中的最终状态就是操作完成，完成无非就是转变为上面两种 成功或者失败)
            ]

　jQuery的设计理念是这样的：

　　1  deferred对象有三种执行状态----完成 失败 进行中。

　　2  每种状态对应一个Callbacks实例

　　3  如果执行状态是"完成"（resolved）,deferred对象立刻调用done()方法指定的回调函数(也就是执行已完成状态对应的Callbacks实例的fire方法)；如果执行状态是"失败"，调用fail()方法指定的回调函数；如果执行状态是"进行中"，则继续等待，或者调用progress()方法指定的回调函数。

2  promise对象和deferred对象

一个是deferred外部接口对象，一个是内部promise对象。

promise对象是一个受限的对象, 这就是所谓的受限制的deferred对象，因为相比deferred对象， promise对象没有resolve(With), reject(With), notify(With)这些能改变deferred对象状态并且执行callbacklist的方法了,只能是then、done、fali等方法。

3  done  fail  progress 方法 与 resolve  reject  notify方法

　　在上图中我们已经说明了前三个方法就是Callbacks中的add方法。后三个调用了Callbacks中的fireWith()方法。

　　所以，我们可以总结出：

　　　　1  三种状态各对应一个Callbacks实例

　　　　2  使用done 或fail 或progress时，实际上就是往各自对应的Callbacks实例中的list数组添加回调函数

　　　　3  使用resolve 或reject 或notify时，则就是运行各自对应Callbacks实例中的list数组中的回调函数

4  then方法

　　then方法创建了一个新的promise对象，then就是pipe，我们可以想象是一个管道。管道就是能 ‘承上启下’(更贴切的来说，在Deferred中的then只做了承上，仅仅是个人观点)

var a = $.Deferred();
a.then(function(val){
    console.log(val); //
    return val * 2
}).then(function(val){
    console.log(val); //
});
a.resolve(2)

如案例所示，下一个回调对象都能取到上一个回调对象的值，这样一直可以叠加往后传递。

关于then可能看了非常迷糊，不要紧，上面说的是then的高级特性，平时我们基本不怎么使用的。

平时我们大部分是使用then来代替done以及fail：

$.when($.ajax( "test.php" ))
　　.then(successFunction, failureFunction );

deferred源码分析

    define([
    "./core",
    "./var/slice",
    "./callbacks"
], function( jQuery, slice ) {

jQuery.extend({

    Deferred: function( func ) {
        // 创建一个tuples数组，一个promise对象，一个deferred对象，一个state变量
        var tuples = [
                // action, add listener, listener list, final state
                [ "resolve", "done", jQuery.Callbacks("once memory"), "resolved" ],// 解决 操作成功  Callbacks对象 最终状态为解决
                [ "reject", "fail", jQuery.Callbacks("once memory"), "rejected" ], // 拒绝  操作失败 Callbacks对象 最终状态为拒绝
                [ "notify", "progress", jQuery.Callbacks("memory") ]  // 通知  操作进行中 Callbacks对象 最终状态无(操作进行中的最终状态就是操作完成，完成无非就是转变为上面两种 成功或者失败)
            ],
            state = "pending",
            promise = {
                state: function() {  // 返回当前状态
                    return state;
                },
                always: function() {
                    deferred.done( arguments ).fail( arguments );
                    return this;
                },
                then: function( /* fnDone, fnFail, fnProgress */ ) {
                    var fns = arguments;
                    return jQuery.Deferred(function( newDefer ) {
                        jQuery.each( tuples, function( i, tuple ) {
                            var fn = jQuery.isFunction( fns[ i ] ) && fns[ i ];
                            // deferred[ done | fail | progress ] for forwarding actions to newDefer
                            deferred[ tuple[1] ](function() {  // 注意，这里的deferred指的不是新Deferred对象中的deferred(也就是不是指的newDefer)
                                var returned = fn && fn.apply( this, arguments );
                                // 若returned是一个deferred对象，则为returned添加一个回调函数,这个回调函数运行后使newDefer能够接收到returned的fire()参数
                                if ( returned && jQuery.isFunction( returned.promise ) ) {
                                    returned.promise()
                                        .done( newDefer.resolve )
                                        .fail( newDefer.reject )
                                        .progress( newDefer.notify );
                                } else {
                                    newDefer[ tuple[ 0 ] + "With" ](
                                        this === promise ? newDefer.promise() : this,
                                        fn ? [ returned ] : arguments
                                    );
                                }
                            });
                        });
                        fns = null;
                    }).promise();
                },
                // Get a promise for this deferred
                // If obj is provided, the promise aspect is added to the object
                promise: function( obj ) { // 若obj非null，则将obj与promise对象结合并返回，否则返回promise对象
                    return obj != null ? jQuery.extend( obj, promise ) : promise;
                }
            },
            deferred = {};

        // Keep pipe for back-compat  和之前的版本兼容
        promise.pipe = promise.then;

        // Add list-specific methods
        jQuery.each( tuples, function( i, tuple ) {
            var list = tuple[ 2 ], // 这是一个Callbacks 对象
                stateString = tuple[ 3 ]; // 用字符串表示的状态

            // promise[ done | fail | progress ] = list.add
            promise[ tuple[1] ] = list.add;  // Callbacks对象的add函数

            // Handle state  处理状态
            if ( stateString ) {
                list.add(function() {
                    // state = [ resolved | rejected ]
                    state = stateString;  // Callbacks对象中的回调函数列表第一项：改变状态

                // [ reject_list | resolve_list ].disable; progress_list.lock
                },
                tuples[ i ^ 1 ][ 2 ].disable,   //  因为reject,resolve是对立的，当行为为reject，那么resolve的Callbacks就无用了，将其回调函数列表清空即可
                tuples[ 2 ][ 2 ].lock ); // 当行为为reject或者resolve时，即"结果已确定"，那么就不允许再调用 "操作进行中" 的Callbacks对象的fire()了
            }

            // deferred[ resolve | reject | notify ]
            deferred[ tuple[0] ] = function() {
                deferred[ tuple[0] + "With" ]( this === deferred ? promise : this, arguments );
                return this;
            };
            deferred[ tuple[0] + "With" ] = list.fireWith;
        });

        // Make the deferred a promise 将promise合并至deferred
        promise.promise( deferred );

        // Call given func if any  在初始化完deferred对象后，会立即运行func函数,并把deferred作为第一个参数传入
        if ( func ) {
            func.call( deferred, deferred );
        }

        // All done!
        return deferred;
    },

    // Deferred helper
    when: function( subordinate /* , ..., subordinateN */ ) {
        /* 大体思路：
         *    若参数(参数必需是deferred对象)只有一个，则返回这个参数的promise对象
          *   若参数有多个，则生成一个新的deferred对象，并返回deferred对象的promise对象
          *      当所有参数的状态为完成时，使新deferred对象的状态变为完成，
          *      若有一个参数的状态为失败，则使新deferred对象的状态变为失败
          *
          * */
        var i = 0,
            resolveValues = slice.call( arguments ),//slice是数组的slice方法，一般情况下：resolveValues就是一个由deferred组成的数组
            length = resolveValues.length,

            // the count of uncompleted subordinates 没有运行完成的deferred对象的数量
            // 如果length长度不为1或者subordinate是一个deferred对象则，remaining=length，否则remaining为0
            remaining = length !== 1 ||
                ( subordinate && jQuery.isFunction( subordinate.promise ) ) ? length : 0,//运算符优先级： 逻辑与逻辑或 优先级高于 ? :

            // the master Deferred.
            // If resolveValues consist of only a single Deferred, just use that.
            // 如果remaining为1，则使用subordinate(这是一个deferred对象)即可，否则创建一个新的deferred对象
            deferred = remaining === 1 ? subordinate : jQuery.Deferred(),

            // Update function for both resolve and progress values
            updateFunc = function( i, contexts, values ) {
                return function( value ) {
                    contexts[ i ] = this;
                    values[ i ] = arguments.length > 1 ? slice.call( arguments ) : value;
                    if ( values === progressValues ) {
                        deferred.notifyWith( contexts, values );
                    } else if ( !( --remaining ) ) {
                        deferred.resolveWith( contexts, values );
                    }
                };
            },

            progressValues, progressContexts, resolveContexts;

        // Add listeners to Deferred subordinates; treat others as resolved
        if ( length > 1 ) {
            progressValues = new Array( length );
            progressContexts = new Array( length );
            resolveContexts = new Array( length );
            // 迭代resolveValues中的每一个deferred对象，为其添加不同状态下的回调函数
            for ( ; i < length; i++ ) {
                if ( resolveValues[ i ] && jQuery.isFunction( resolveValues[ i ].promise ) ) {
                    resolveValues[ i ].promise()
                        .done( updateFunc( i, resolveContexts, resolveValues ) )
                        .fail( deferred.reject )
                        .progress( updateFunc( i, progressContexts, progressValues ) );
                } else {
                    --remaining;
                }
            }
        }

        // If we're not waiting on anything, resolve the master
        if ( !remaining ) {
            deferred.resolveWith( resolveContexts, resolveValues );
        }

        return deferred.promise();
    }
});

return jQuery;
});

本文参考：

　　阮一峰博客

　　艾伦课程